Физические основы температурных измерений

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ [c.15]

Вводная глава книги содержит краткое обсуждение понятия температура , обзор истории термометрии и вскрывает важное различие между первичной и вторичной термометриями. В гл. 2 рассматриваются истоки известных международных соглашений о термометрии, обсуждаются развитие и современное состояние Международной практической температурной шкалы. В гл. 3 рассмотрены главные методы измерения термодинамических температур, к которым относится газовая термометрия, акустическая термометрия и шумовая термометрия. В гл. 4 описаны реперные точки температуры, тройные точки и точки кипения газов, точки затвердевания и сверхпроводящие точки металлов. Здесь же рассмотрены требования к однородности температуры при сравнении термометров. Три последующие главы посвящены основным методам практической термометрии, термометрам сопротивления, термопарам и термометрии по излучению. Во всех главах, в том числе и во вводной, даны не только физические основы методов высшей точности, применяемых в эталонных лабораториях, но и их подробное описание. Приведены также примеры измерений температуры в промышленных условиях. Книга завершается краткой главой о ртутной термометрии. Каждая глава дополнена обширной библиографией. [c.9]

Строго справочной информации предшествуют краткие сведения по истории развития термометрических понятий и становления методов и средств измерения, физическим основам термометрических явлений и способам их реализации, температурным шкалам и метрологическим характеристикам средств измерения, систематическим и случайным погрешностям температурных измерений. Дальнейшее изложение связано с реализацией конкретных методов контактной и бесконтактной термометрии. Описание термометров, выпускаемых промышленностью, сопровождается рекомендациями по их использованию как в традиционных (соответствующих их назначению), так и нетрадиционных условиях. В ряде случаев, особенно это касается научно- [c.6]

В термодинамике температура Т является величиной, характеризующей направление теплообмена между телами (П.4.3.Г, см. также 11.2.4.4°). В состоянии равновесия системы температура всех тел, входящих в систему, одинакова. Для измерения температуры используется тот факт, что при изменении температуры тела изменяются почти все его физические свойства длина и объем, плотность, упругие свойства, электропроводность и др. Основой для измерения температуры может являться изменение любого из этих свойств какого-либо одного тела (термометрическое тело), если для него известна зависимость данного свойства от температуры. Температурная шкала, устанавливаемая с помощью термометрического тела, называется эмпирической. По решению IX Генеральной конференции по мерам и весам в 1948 г. для практического употребления принята международная стоградусная температурная шкала. Для построения этой шкалы, установления начала отсчета температуры и единицы ее измерения — градуса Цельсия — принимается, что при нормальном атмосферном давлении в [c.125]

Шкала измерений — это упорядоченная совокупность значений физической величины, которая служит основой для ее измерения. Поясним это понятие на примере температурных шкал. [c.492]

Использование коэффициента полезного действия тепловой машины Карно позволило установить температурную шкалу, независимую от физических свойств какого-либо. ве- щества, но еще не дало возможности осуществить эту шкалу на практике. В самом деле, измерение термодинамической температуры на основе уравнения (20) сводилось бы к из- [c.33]

Измерим значение какого-либо выбранного нами параметра термометрического вещества в состоянии, когда установилось его тепловое равновесие с тающим льдом. Этим параметром может быть объем, давление, электрическое сопротивление или другое физическое свойство тела. Приведем затем термометрическое вещество в соприкосновение с телом, температуру которого мы хотим определить. Если теперь измерить велич1П1у выбранного параметра термометрического вещества (в состоянии, когда установилось его тепловое равновесие с данным телом), то изменение значения этого параметра определит степень отклонения состояния данного тела от состояния теплового равновесия с тающим льдом. При этом необходимо исключить изменение других параметров. Установленная таким опытным путем мера отклонения состояния тела от состояния теплового равновесия с тающим льдом, находящимся под давленне.м 1 атм, называется эмпирической температурой тела. Она может быть измерена с помощью жидкостных и газовых термометров, термопар, пирометров и других устро11ств. Однако в зависимости от применяемого устройства для определенного температурного состояния тела получаются, вообще говоря, различные значения температуры, так как в основу ее измерения кладутся различные признаки. Следовательно, необходима такая шкала температур, с помощью которой можно было бы для определенного температурного состояния тела получить одно единственное значение температуры. Такой шкалой является термодинамическая, а также тоаде-ственная с ней абсолютная шкала температур Кельвина. [c.8]

Ряд терминов, включенных в словарь, получили несколько иную трактовку, чем принято обычно. Например, термин термометрия трактуется только как область температурных измерений контактными методами, а не как синоним термина температурные, измерения , при этом термин, тирометрия относится только к области температурных измерений бесконтактными методами по тепловому излучению. Такая трактовка имеет ряд достоинств термин, ,температурные измерения становится в ряд таких Терминов как электрические измерения , магнитные измерения и т. п.. являясь общим для той области измерительной техники, которая занимается методами и средствами измерения температуры, а термины термометрия и пирометрия относятся к ее двум разделам, принципиально отличающимся по своей физической основе. С таким делением хорошо коррели-руются термины, ,термометр и, ,пирометр , относящиеся к приборам соответст венно для измерения температуры контактным методом, требующим равенства температуры чувствительного элемента прибора и температуры объекта измерения, и бесконтактным методом, когда этого не требуется. [c.3]

При взаимодействии светового пучка с твердым телом изменяются параметры пучка (интенсивность, поляризация, частотный и угловой спектры и т. д.). Степень изменения каждого из этих параметров определяется свойствами как твердого тела, так и пучка, а также условиями взаимодействия. Изменение температуры твердого тела сопровождается изменением амплитуды колебаний атомов в узлах решетки и, вследствие этого, изменением межатомных расстояний, что приводит к температурной зависимости оптических параметров. Известны температурные зависимости ширины запреш енной зоны полупроводниковых и диэлектрических кристаллов, действительной и мнимой частей комплексного показателя преломления, концентрации и подвижности свободных носителей заряда, плотности фононов для каждой разрешенной моды колебаний решетки [1.41, 1.42]. Выбор характеристик пучка, условий взаимодействия пучка с объектом, а также условий регистрации сигнала позволяет проводить измерение многих температурно-зависимых параметров твердого тела. Оптическая термометрия включает последовательность преобразований в соответствии с температурой устанавливается значение физического параметра, проводится его измерение оптическим методом, затем на основе известных соотношений между температурой, физическим параметром и регистрируемым оптическим сигналом определяется температура. Эта последовательность предполагает использование внешнего зондируюш его излучения, т. е. диагностика является активной. [c.19]

Некоторые материалы, широко применяемые в микротехнологии, могут иметь разные концентрации и разные типы примесей, вводимых для целенаправленного изменения физических свойств. Например, в полупроводниковые монокристаллы (Si, GaAs и т.д.) примеси вводят для изменения электропроводности. Для проведения ЛТ кристаллов с разной концентрацией и разными типами электрически активных примесей необходимо знать, как влияет конкретная примесь на температурную зависимость регистрируемого сигнала, на основе которого определяется температура. Величины погрешностей, вносимых в результат измерений вследствие того, что при термометрии используются данные по оптическим свойствам кристалла, не идентичного с исследуемым по составу примесей, чаш е всего не определены. Для исключения таких погрешностей необходимы исследования температурных зависимостей оптических свойств кристаллов разного примесного состава. [c.92]

Температура каплепадения смазки является эмпирическим показателем, не имеющим физического смысла. Она зависит от условий измерения и не всегда обусловлена одними и теми же свойствами смазок. В некоторых случаях падение первой капли является следствием коллоидной нестабильности смазки упавшая капля состоит в основном из масла, выделившегося из смазки. Бентонитовые и силикагелевые смазки вообще не имеют температуры каплепадения (не плавятся) и верхний температурный предел их работоспособности определяется термостойкостью жидкой основы. Температура каплепадения литиевых смазок обычно составляет 170—200°С, а работоспособны они до 100—130 °С. [c.116]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...